【正文】 ，以保證軋件同時(shí)放置在兩個(gè)輥?zhàn)由?。?dāng)t太大時(shí)，軋件會(huì)因自重在輥道上發(fā)生彎曲。有時(shí)為了消除軋件的彎曲，裝設(shè)游動(dòng)的中間輥。（4）輥道速度。要根據(jù)輥道的類型與其工作條件選擇。如軋前工作輥道速度可考慮比軋制速度小一些，以免軋件過(guò)分撞擊導(dǎo)衛(wèi)裝置和孔型。軋后工作輥道速度可考慮比軋制速度大5～10％，以保證軋件不拱起。運(yùn)輸輥道的速度應(yīng)從工藝過(guò)程對(duì)運(yùn)輸軋件要求的時(shí)間或軋機(jī)生產(chǎn)率來(lái)選擇。 其中輥道的相關(guān)參數(shù)如上面的的所述。613 EWR棒材無(wú)頭軋制工藝過(guò)程分析和關(guān)鍵技術(shù)3 EWR棒材頭軋制工藝過(guò)程分析和關(guān)鍵技術(shù) EWR棒材頭軋制工藝過(guò)程分析 EWR棒材頭軋制工藝概述無(wú)頭軋制作為一種新的和具有革命性的技術(shù)，它與常規(guī)的單塊軋制不同，它遵循成本效益原是目前國(guó)際上用于鋼材生產(chǎn)線的一種最先進(jìn)的加工方法，是連軋?jiān)O(shè)備工藝及技術(shù)方面的最新進(jìn)展之一。無(wú)頭軋制是在一個(gè)換輥周期內(nèi)，軋件長(zhǎng)度上可不間斷的軋制方法。它是長(zhǎng)條材生產(chǎn)中一項(xiàng)革新技術(shù)，該技術(shù)可使方坯到棒材的軋制過(guò)程更為連續(xù)化，且在改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高材料收得率和設(shè)備效率的同時(shí)，能增加產(chǎn)能并降低生產(chǎn)成本。它是一種全連續(xù)的軋制方式，從加熱爐出來(lái)的鋼坯經(jīng)除磷箱去除表面氧化鐵皮，然后該鋼坯頭部與前一根已進(jìn)入粗軋機(jī)的鋼坯尾部在運(yùn)動(dòng)中經(jīng)過(guò)閃光對(duì)對(duì)焊結(jié)成一體，從而形成一種鋼坯不間斷的軋制。通過(guò)連續(xù)軋制，消除了鋼坯間隙時(shí)間，實(shí)現(xiàn)了倍尺剪切，避免了切頭切尾的損失，減少了鋼坯碎段的可能，并使軋機(jī)的機(jī)械設(shè)備、電氣設(shè)備的軋制參數(shù)穩(wěn)定，肉而提高了軋機(jī)作業(yè)率，延長(zhǎng)了機(jī)電設(shè)備的使用壽命，降低了噸鋼成本。EWR鋼坯焊接法供坯實(shí)現(xiàn)焊接無(wú)頭軋制技術(shù)，是一項(xiàng)柔性連接形式的連鑄連軋生產(chǎn)技術(shù)，其工藝為從加熱爐出口開始，對(duì)方坯進(jìn)行脫鱗，接著采用電焊閃光焊將方坯的前端焊接到已經(jīng)在粗軋機(jī)上軋制的方坯的尾端上。方坯焊接機(jī)安裝在一個(gè)有輪子的機(jī)動(dòng)車上。焊接機(jī)工作周期從一個(gè)預(yù)先調(diào)定位置開始，直到機(jī)器的移動(dòng)速度達(dá)到與方坯速度相同時(shí)為止。然后將方坯的端部鎖定在兩個(gè)夾子中間（調(diào)節(jié)方坯運(yùn)行速度，使其與第一個(gè)機(jī)架的軋制速度一致），并進(jìn)行閃光焊接過(guò)程。第一個(gè)夾子的位置可以調(diào)節(jié)，以保證方坯在焊接過(guò)程中自動(dòng)對(duì)中。在此過(guò)程中夾子需要進(jìn)行冷卻，并由液壓驅(qū)動(dòng)。鋼坯經(jīng)加熱爐預(yù)熱后(鋼坯溫度可達(dá)l100~1200℃)，由爐中輸送輥道送人爐口處的夾送輥l號(hào)()，夾送輥夾緊，并驅(qū)動(dòng)鋼坯進(jìn)入除鱗箱對(duì)坯頭部除鱗。除鱗結(jié)束后，鋼坯仍由夾送輥l號(hào)驅(qū)動(dòng)追趕前一根鋼坯。當(dāng)停留在初始位置的焊機(jī)檢測(cè)到前一根鋼坯(由夾送輥2號(hào)和第一架粗軋機(jī)驅(qū)動(dòng))的尾部(已除 無(wú)頭軋制生產(chǎn)線鱗)時(shí)，焊機(jī)立即啟動(dòng)并加速，一旦焊機(jī)追趕上前一根鋼坯并使其尾部在焊機(jī)適當(dāng)位置就位，焊機(jī)就與該鋼坯同步運(yùn)行。 棒材無(wú)頭軋制系統(tǒng)設(shè)備布置簡(jiǎn)圖當(dāng)后一根鋼坯的頭部在夾送輥l號(hào)的驅(qū)動(dòng)下追上前一根鋼坯，并在焊機(jī)適當(dāng)位置就位時(shí)，焊機(jī)夾緊裝置動(dòng)作，依次夾緊后一根鋼坯的頭部和前一根鋼坯的尾部，焊機(jī)上的測(cè)速輥抬起，夾送輥l號(hào)松開，2鋼坯頭部對(duì)中調(diào)整，焊接變壓器啟動(dòng)并向鋼坯饋電，對(duì)接裝置調(diào)整2鋼坯間間隙，使2鋼坯頭部加熱、閃光。在鋼坯充分穩(wěn)定閃光后，通過(guò)頂鍛使2鋼坯結(jié)合在一起，焊接變壓器停止饋電，毛刺清理裝置動(dòng)作，依次清除焊口兩垂直和兩水平表面上的焊瘤，夾緊裝置依次松開固定夾鉗和移動(dòng)夾鉗，焊后鋼坯在夾送輥2號(hào)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入保溫罩，與此同時(shí)，焊機(jī)減速、然后快速返回到其初始位置，停車待機(jī)，完成一個(gè)焊接循環(huán)，下一塊方坯到來(lái)時(shí)再進(jìn)行下一輪焊接周期。焊接時(shí)間長(zhǎng)短要按照生產(chǎn)鋼種和焊接時(shí)的方坯溫度來(lái)決定，焊后的鋼坯通過(guò)保溫罩均熱、保溫，經(jīng)粗軋、精軋、精整等工序后軋制出所要求的合格的最終成品。 棒材無(wú)頭軋制中鋼坯的焊接技術(shù)——閃光對(duì)焊，焊機(jī)由伺服電機(jī)拖動(dòng)，當(dāng)1號(hào)鋼坯出加熱爐后，焊機(jī)在預(yù)先設(shè)定的位置起動(dòng)，沿著軌道按軋制方向行進(jìn)，并加速達(dá)到與鋼坯相同的運(yùn)行速度。如果此時(shí)，2號(hào)鋼坯出爐，夾送輥就會(huì)夾送鋼坯加速追上1號(hào)鋼坯并減速與1號(hào)鋼坯保持適當(dāng)?shù)拈g隔，隨后焊機(jī)小車上的兩個(gè)夾頭分別夾持住兩個(gè)鋼坯的端頭。焊機(jī)通電閃光過(guò)程開始，閃光焊過(guò)程中連接夾鉗的液壓缸用來(lái)保證焊接間隙和頂煅力。焊接完成后，夾鉗松開，焊機(jī)快速返回原位置，即完成一個(gè)焊接周期。對(duì)于150mm150mm的鋼坯，整個(gè)焊接周期為40s左右，閃光時(shí)間少于20s。在閃光焊時(shí)，首先將兩塊方坯的端面加熱到熔點(diǎn)，然后通過(guò)施加壓力，將兩個(gè)熔化表面壓到一起而焊接起來(lái)。在旋壓的過(guò)程中，熔化的金屬?gòu)亩嗣嬗砍?，因此可改善焊縫材料的質(zhì)量。這種焊接裝置適合于連接尺寸為100mm100mm~200mm200mm的任何種類的方坯。還可根據(jù)特定的鋼種和鋼的溫度來(lái)選擇焊接程序。操作完成后，焊接區(qū)的所有毛刺將用液壓驅(qū)動(dòng)的去毛刺工具加以去除。清毛刺工具位于焊接機(jī)中心線的軸線上，可去除多余的材料，使變形區(qū)的方坯恢復(fù)到原來(lái)形狀。在完成這些操作后，焊接機(jī)返回到開始位置，而方坯作為“一個(gè)軋件”連續(xù)的軋制。工作時(shí)焊機(jī)從一個(gè)預(yù)定的位置啟動(dòng)，直至達(dá)到與鋼坯相同的運(yùn)行速度，然后焊機(jī)的兩個(gè)夾頭將鋼坯鎖住，完成閃光對(duì)焊過(guò)程。焊接過(guò)程的動(dòng)作采用液壓系統(tǒng)來(lái)完成，如圖3所示。在液壓缸的作用下夾持鋼坯，并以與鋼坯運(yùn)動(dòng)相同的速度一起運(yùn)動(dòng)，實(shí)施運(yùn)動(dòng)中的焊接，頂鍛力利用電液伺服閥來(lái)控制，整個(gè)焊接設(shè)備安裝在移動(dòng)小車上。實(shí)踐證明，對(duì)接焊過(guò)程中，焊接區(qū)的熔融材料被擠出去，這樣有利于改善焊接區(qū)的材質(zhì)。通過(guò)Daniil 公司開發(fā)的閃光對(duì)焊焊接接頭與母材的抗拉強(qiáng)度的對(duì)比I結(jié)果表明鋼坯焊接工藝役有引起任何表面和內(nèi)部缺陷，且抗拉強(qiáng)度和母材非常接近。 無(wú)頭軋制系統(tǒng)閃光焊機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖為使焊接過(guò)程能夠有充裕的時(shí)間完成，應(yīng)適當(dāng)加大加熱爐和第1架軋機(jī)間的距離，并采用保溫罩對(duì)鋼坯保溫。為保證焊接后坯料形狀的一致性，保證焊縫區(qū)金屬的質(zhì)量，還需加入焊口毛刺清理裝置。無(wú)頭軋制系統(tǒng)的關(guān)鍵就是如何保證焊接后焊口處的金屬特性與其他部位一致。解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵就是要采用合理的焊接方法和焊接工藝參數(shù)，并在線自動(dòng)完成整個(gè)焊接過(guò)程，因此，整個(gè)無(wú)頭軋制系統(tǒng)開發(fā)必須從研究焊接方法及其特性分析入手，展開相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)研究，才能為適用設(shè)備的研制奠定基礎(chǔ)。它由焊接小車、夾緊裝置、對(duì)接裝置、毛刺清理裝置和焊接變壓器等組成。移動(dòng)式閃光焊機(jī)可在移動(dòng)中實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼坯的焊接。焊接小車由小車架、支承滾輪、導(dǎo)向輪和驅(qū)動(dòng)裝置等組成，用于支承、安裝變壓器和夾緊等裝置。焊接小車由2臺(tái)交流電機(jī)經(jīng)減速器、齒輪齒條驅(qū)動(dòng)。 鋼坯焊接工藝過(guò)程圖 閃光對(duì)焊控制系統(tǒng)原理圖夾緊裝置由固定夾鉗和移動(dòng)夾鉗組成，分別用于夾持前一鋼坯的尾部和后一鋼坯的頭部。固定夾鉗和移動(dòng)夾鉗均由固定鉗口、活動(dòng)鉗口、夾緊油缸和饋電附件等組成。固定夾鉗固定在小車架上；而移動(dòng)夾鉗則固定在移動(dòng)臺(tái)車上，可沿臺(tái)車軌道相對(duì)固定夾鉗移動(dòng)。鉗口除實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼坯夾緊外，還用于給鋼坯饋電。對(duì)接裝置由2條布置在鋼坯軸線兩側(cè)的對(duì)接油缸組成?；钊麠U頭部裝在移動(dòng)臺(tái)車上，缸筒固定在小車架上，用于調(diào)整兩鋼坯的閃光間隙，并在閃光結(jié)束時(shí)提供足夠的頂鍛力使2鋼坯結(jié)合在一起。毛刺清理裝置由2條驅(qū)動(dòng)油缸和清理刀具等組成，垂直安裝在焊機(jī)固定夾鉗和移動(dòng)夾鉗之間的小車架上，用于清理鋼坯焊口處的焊瘤。焊接變壓器安裝在焊接小車上，用于提供直流型大密度焊接電流。 穿水冷卻穿水冷卻冷卻原理，鋼筋的控制冷卻又稱為鋼筋軋后余熱處理（Thermex）或軋后余熱淬火。該工藝是利用鋼筋終軋后在奧氏體狀態(tài)下直接進(jìn)行表面淬火，隨后由其芯部傳出余熱使表面進(jìn)行回火，以提高強(qiáng)度、塑性，改善韌性，使鋼筋得到良好的綜合性能。軋后控制冷卻工藝大致經(jīng)歷以下三個(gè)階段： 第一階段:表面淬火階段，鋼筋離開精軋機(jī)在終軋溫度下，盡快進(jìn)入冷卻裝置，進(jìn)行快速冷卻。其冷卻速度必須大十使表面達(dá)到一定深度淬火馬氏體的臨界速度。鋼筋表面溫度低十馬氏體轉(zhuǎn)變開始點(diǎn)(Ms)，發(fā)生奧氏體向馬氏體轉(zhuǎn)變。該階段結(jié)束以后，心部溫度很高，仍處十奧氏體狀態(tài)。表層為馬氏體與奧氏體殘余組織。表面馬氏體層的深度取決于強(qiáng)烈冷卻持續(xù)的時(shí)間。 第二階段:自回火階段，鋼筋經(jīng)過(guò)快速冷卻后，在空氣中冷卻。此時(shí)鋼筋各個(gè)截面內(nèi)外溫度梯度很大，心部熱量向外層擴(kuò)散，傳至表面的淬火層，使已經(jīng)形成的馬氏體進(jìn)行自回火。根據(jù)自回火溫度的不同，可以轉(zhuǎn)變?yōu)榛鼗瘃R氏體或回火索氏體。而表層的殘余奧氏體則轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體。同時(shí)臨近表層的奧氏體根據(jù)鋼的成分和冷卻條件不同而轉(zhuǎn)變?yōu)樨愂象w、屈氏體或索氏體組織。而心部處在奧氏體狀態(tài)。該段的持續(xù)時(shí)間隨著鋼筋直徑和第一階段冷卻條件二改變。通常，心部奧氏體已經(jīng)開始轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體。第三階段:心部組織轉(zhuǎn)變階段，鋼筋在冷床上空冷一段時(shí)間后，斷面上的熱量重新分布，溫度趨十一致，同時(shí)降溫。此時(shí)心部由奧氏體轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體和珠光體或鐵素體、索氏體和貝氏體。心部產(chǎn)生的組織類型取決十鋼的成分、鋼筋直徑、終軋溫度和第一階段的冷卻效果和持續(xù)時(shí)間。 螺紋鋼筋軋后控冷工藝的原理圖軋后控制冷卻對(duì)鋼筋性能的主要影響因素為終軋溫度、第一階段冷卻速度和持續(xù)時(shí)間及鋼的化學(xué)成分。除了鋼的化學(xué)成分外，其他因素決定了自回火溫度。而自回火溫度很大程度上決定了鋼筋的力學(xué)性能?？焖倮鋮s（ACC）除了影響相變溫度和鐵素體晶粒大小外，還能阻止相變前的奧氏體晶粒長(zhǎng)大，因而對(duì)鐵素體晶粒細(xì)化是有利的，快速冷卻也能控制沉淀強(qiáng)化的程度，并產(chǎn)生輕微的位錯(cuò)強(qiáng)化。冷卻過(guò)程通常從Ar溫度開始。螺紋鋼筋的軋后穿水冷卻，它是在軋制作業(yè)線上，通過(guò)控制冷卻工藝，強(qiáng)化鋼筋，代替重新加 熱進(jìn)行淬火 、回火。利用穿水冷卻技術(shù)強(qiáng)化鋼筋 與一般熱處理強(qiáng)化鋼筋不同之處，不僅由于利用軋制余熱，不需要重新加熱，節(jié)約了能源和熱量消耗，縮短了生產(chǎn)周期，提高了生產(chǎn)效率，減少了生 產(chǎn)高強(qiáng)度鋼筋的合金使用量， 而且還具有更高的 綜合力學(xué)性能。這種工藝簡(jiǎn)單，改善操作環(huán)境，鋼筋外形美觀，條形平直，收到較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 螺紋鋼筋的軋后穿水冷卻過(guò)程可分為 三個(gè)階段：( 1 )軋件由精軋機(jī)出口至冷卻裝置人 口的冷卻過(guò)程；( 2 )軋件在水冷裝置中的急劇冷卻過(guò)程；( 3 )軋件出水冷裝置后到上冷床前的自回火過(guò)程。終軋溫度為 1020℃~1050℃的軋件， 以 12m/s~ 14 m/s的速度， 快速通過(guò)水冷卻裝置。 鋼材在通過(guò)水冷裝置時(shí) ，被 ~ MPa ， 壓力的水流完全裹覆， 水和高溫鋼材之間形成無(wú)汽膜的強(qiáng)制對(duì)流的熱交換， 鋼材的表面溫度驟降，與芯部產(chǎn)生較大溫差，鋼材處于自身的“ 降溫一回溫” 式的熱傳導(dǎo)過(guò)程，從而達(dá)到鋼材快速降溫的目 的。軋后快速冷卻 ， 能有效抑制晶粒長(zhǎng)大 。通過(guò) 控 制軋后金 屬 內(nèi)部變形能的釋放 ，達(dá)到細(xì)化晶粒，得到穩(wěn)定和理想的金相組織結(jié)構(gòu)，保證性能要求。以下是棒材軋后穿水冷卻工藝實(shí)施前后生產(chǎn)實(shí)踐 中相關(guān)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比。 螺紋鋼筋的軋后穿水冷卻軋件表面及芯部溫降見下圖所示。 1一表面溫度。2一芯部溫度 EWR棒材頭軋制關(guān)鍵技術(shù) 鋼坯對(duì)中，假設(shè)最初有相對(duì)偏移，兩夾鉗沿45。線相對(duì)運(yùn)動(dòng)((a))，夾鉗1的上側(cè)首先接觸1號(hào)鋼坯的上表面，產(chǎn)生的壓力為，此壓力可以糾正鋼坯在縱向的位置偏差。鋼坯繼續(xù)移動(dòng)，當(dāng)夾鉗1的兩個(gè)工作面都接觸到鋼坯的表面時(shí)，1號(hào)鋼坯已經(jīng)被固定在45的夾持線上( (b))。夾鉗 鋼坯對(duì)中過(guò)程圖沿45線繼續(xù)移動(dòng)，最終消除兩個(gè)鋼坯的位置誤差，實(shí)現(xiàn)完全對(duì)中( (c))。焊接夾鉗用來(lái)夾持需要焊接的兩個(gè)鋼坯的頭尾部，其夾持動(dòng)作由兩個(gè)夾持液壓缸實(shí)現(xiàn)，其中固定在小車上的夾鉗夾持已經(jīng)進(jìn)入軋機(jī)的鋼坯尾部，與焊接小車移動(dòng)的夾鉗夾持夾送來(lái)的新鋼坯的尾部，兩個(gè)夾鉗用兩個(gè)并行同步工作的液壓缸連接起來(lái)；此后，閃光焊接需要的間隔和對(duì)焊需要的頂鍛力由兩個(gè)同步工作的液壓缸保證。 閃光過(guò)程閃光階段主要是加熱鋼坯，使鋼坯端面熔化。為了得到高質(zhì)量的焊接效果，必須保持閃光過(guò)程穩(wěn)定，則須滿足兩個(gè)條件：(1)兩個(gè)夾鉗的相對(duì)移動(dòng)速度必須等于焊接閃光過(guò)程中的燒化速度；(2)閃光后期兩個(gè)鋼坯端面必須保持一層均勻的液態(tài)金屬，并靠激烈的閃光產(chǎn)生的氣體避免空氣氧化和其它污染 。閃光過(guò)程如圖7所示，兩對(duì)夾鉗分別接到焊機(jī)的兩個(gè)電極，接通電源后，使工件逐漸接近，當(dāng)端 閃光焊過(guò)程圖面局部接觸時(shí)，鋼坯端面的接觸點(diǎn)在高電流密度作用下迅速熔化、蒸發(fā)。其實(shí)質(zhì)即為利用接觸電阻所產(chǎn)生的電阻熱對(duì)焊件加熱來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接的。 頂鍛閃光過(guò)程結(jié)束后，應(yīng)立即進(jìn)入頂鍛階段。頂鍛的主要作用有：(1)使工件產(chǎn)生塑性變形，通過(guò)再結(jié)晶，使熔化的金屬焊接在一起；(2)防止金屬氧化和有利于排除液態(tài)金屬。為了滿足以上的要求應(yīng)盡可能減少頂鍛時(shí)間，要求瞬間有一個(gè)較大的頂鍛速度和頂鍛力，頂鍛速度一般比閃光速度要高出幾十倍，查數(shù)據(jù)可知頂鍛力實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一般均在4～5kg／mm 。夾鉗夾持力是保證頂鍛正常進(jìn)行的關(guān)鍵，熱金屬的夾持力計(jì)算方法不能依賴常溫下的摩擦系數(shù)，因?yàn)樵诮饘偌訜釥顟B(tài)下，在夾緊時(shí)，鉗口部分壓入鋼坯，熱鋼坯的夾緊力要比常溫下的夾緊力小，試驗(yàn)確定一般為F=(1．2~1．3)F。 絕緣為了保證良好的焊接效果，必須使焊接時(shí)焊機(jī)的電流完全通過(guò)兩個(gè)焊接鋼坯的端面。因此必須避免任何外部原因造成焊接電流的泄漏。通常以下幾個(gè)方面需要絕緣處理：(1)夾送輥道與地基之間的絕緣；(2)除鱗機(jī)構(gòu)與地基之間的絕緣；(3)擺動(dòng)軌道與地基之間的絕緣；(4)焊機(jī)小車上的支撐輥與焊機(jī)小車之間的絕緣；(5)夾持夾鉗與焊機(jī)小車的絕緣。為了達(dá)到良好的絕緣效果，應(yīng)使絕緣電阻不小于10Ω。4 Φ20mm螺紋鋼筋無(wú)頭軋制工藝方案的確定 Φ20mm螺紋鋼筋無(wú)頭軋制工藝流程大體如下所示，連鑄方坯，鋼坯稱重測(cè)長(zhǎng)，步進(jìn)梁式加熱爐加熱，除鱗裝置除鱗，移動(dòng)式閃光焊機(jī)（毛刺清理裝置）閃光對(duì)焊，粗軋機(jī)組軋制，1飛剪切頭尾，中軋機(jī)組軋制，2飛剪切頭，精軋機(jī)組軋制，穿水冷卻，3飛剪機(jī)事故碎斷，熱卡（檢查成品尺寸），上冷床冷卻，冷剪機(jī)定尺寸機(jī)剪成定尺尺寸，表面尺寸檢查，打捆入庫(kù)。由于本車間共有18臺(tái)軋機(jī)，其有粗中軋機(jī)組各為6臺(tái)平立交替的軋機(jī)，而精軋為6架平立可替換的軋機(jī)。而對(duì)于Φ20mm螺紋鋼筋的軋